[发明专利]一种桥梁支座用硅脂使用寿命预测方法

说明书

一种桥梁支座用硅脂使用寿命预测方法，特点是在模拟硅脂在支座中的实际使用工况，结合环境因素对硅脂润滑性能的影响，能够准确的预测硅脂的使用寿命。

技术领域

本发明涉及材料使用寿命领域，具体涉及一种桥梁支座用硅脂使用寿命预测方法，可应用于桥梁附件的寿命评估。

背景技术

目前有关非金属材料寿命预测的方法较多，主要有线性关系法——阿雷尼乌斯公式、变量折合法——时温等效原理等几种方法。阿雷尼乌斯公式法主要应用于硫化橡胶或热塑性橡胶寿命预测，该方法是行业内通用方法，以化学反应动力学为基础，假设材料在热老化过程中化学反应速率与物理机械性能的变化呈直线关系，其预测条件与硅脂实际使用工况相差甚远，应用该方法进行预测的结果与实际情况差别较大。时温等效原理是利用时间和温度的对应关系对聚合物性能进行比较或换算，从而得到一些实际上无法直接从实验测量得到的结果；根据硅脂的性能，温度对硅脂的性能影响较小，无法采用该方法进行硅脂寿命预测。

发明内容

为解决上述技术问题，提供一种桥梁支座用硅脂使用寿命预测方法，特点是在模拟硅脂在支座中的实际使用工况，结合环境因素对硅脂润滑性能的影响，能够准确的预测硅脂的使用寿命。

为实现上述技术目的，所采用的技术方案是：一种桥梁支座用硅脂使用寿命预测方法，包括以下步骤：

步骤一、计算磨屑对硅脂基础油含量的影响：a、确定支座设计滑动总位移；根据铁路类型和列车通车速度计算出支座设计寿命内的支座设计滑动总位移；b、确定支座已完成的滑动位移；根据支座的使用年限和支座设计滑动总位移，确定支座已完成的滑移位移；c、计算磨屑对硅脂基础油含量的影响；根据滑板的磨耗率和支座已完成的滑动位移，计算硅脂中的基础油含量η₁,记η₁=f₁(t)，其中η₁是关于时间t的函数；

步骤二、计算环境因素对基础油含量的影响：采用热空气老化法将硅脂在60℃～100℃范围内某一温度下进行一定时间的热空气老化试验，记录硅脂分油曲线；利用数学拟合的方法拟合出一定温度下硅脂的分油率随时间变化的函数关系f₂(t)；根据硅脂分油率随时间变化的函数关系计算硅脂中的基础油含量η₂，记η₂=1-f₂(t)，其中η₂是关于时间t的函数；

步骤三、硅脂失效时的基础油含量指标η₀确定：硅脂失效的指标是硅脂中的基础油含量，当硅脂中的基础油含量降低至某一值时，硅脂的润滑作用将无法满足支座摩擦系数及磨耗的要求即判定硅脂失效，此时硅脂中的基础油含量即为η₀；

步骤四、支座中硅脂基础油含量η_t计算：根据磨屑、硅脂分油等因素对硅脂基础油含量变化的共同影响结果，结合支座的运行时间，得出硅脂中基础油在不同时间基础油含量的计算公式为η_t=η₁×η₂= f₁(t) ×[1-f₂(t)]，其中η_t是关于支座运行时间t的函数；

步骤五、寿命预测：当硅脂中的基础油含量η_t≥η₀时，即可判定硅脂未失效，当η_t＜η₀时，即可判定硅脂失效。

本发明的有益效果是：本发明提供了一种桥梁支座用硅脂使用寿命的预测方法；所述摩擦过程和环境因素均为支座的实际使用状况；该预测方法的基础是在支座实际使用工况，具有较强的条件符合性；保证了寿命预测的准确性。

与现有技术相比具有以下优点：

1）相对现有寿命预测方法的预测前提条件，该方法的预测条件根据支座的使用环境提取预测条件，具有条件符合性强的特点。